FÍSICA
Treball i potència
Principi de conservació de l'energia
Sistema Internacional de mesures
Velocitat i acceleració
Força i pes
Estudi de les propietats i comportament de l'energia, matèria,temps, espai i interaccions entre ells.
1960/ 6 Conferència General sobre pesos i mesures /prové de MKS/ 6 unitats + el mol al 1971
2018 canvi de 4 definicions (kg,A,K i mol), entra en vigor el 2019. Les set unitats bàsiques es basen en constants.
7 UNITATS BÀSIQUES
Corrent elèctric (I)
Intensitat lluminosa (Iv)
Quantitat de substància (n)
Temps (t)
Longitud (l)
Massa (m)
Temperatura (t)
SEGON (s)
Valor numèric fix de freqüència de Cesi + transició hiperfina Cesi-133, 9.192.631 en Hz, igual a s-1
s-1
METRE (m)
Valor fix velocitat de la llum al buit que és 299.792.458
KILOGRAM (kg)
Valor fix **Constant de Plank valent 6,62607x10ala-34en J.s
AMPER (A)
Valor numèric fix de la càrrega elemental valent 1,60217x10ala-19
Kelvin (K)
Valor numèric fix de la constant de Boltzmann valent 1,3806x10ala-23 en J.kg-1
mol(mol)
1 mol = 6,02214076x10ala23 entitats elementals. Constant d'Avogadro Na. Si s'expressa en mol-1 es diu nombre d'Avogadro
candela (cd)
Valor numèric fix de l'eficàcia lluminosa de radiació monocromàtica de freqüència 540x10ala-12Hz
m.s-1
kg.m2.s-1
A.s
Kg.m2.s-2.K-1
Constant d'Avogadro=Na // Nombre d'Avogadro mol-1
cd.sr.W-1 o cd.sr.kg-1.m-2.s3
Múltiples
Positius (afegir 0)
Negatiu (corre 0)
deca/hecto/kilo/mega/giga/tera/peta/exa/zetta/yotta
deci/centi/mili/micro/nano/pico/femto/atto/zepto/yocto
ordre : 1,2,3,6,9,12,15,18,21,24 🚩
Cinemàtica: moviment dels cossos sense tenir en compte les causes que el produeixen
Moviment: canvi de posició d'un cos al llarg del temps respecte un sistema de referència
Tipus de moviments
Parabòlic
Altres
Circular
Rectilini
Trajectòria recte
Trajectòria en cercle, radi constant
Descriu paràbola
Ondulatori, pendular, harmònic...
Moviment Rectilini Uniforme (MRU)
Moviment Rectilini Uniforme Accelerat (MRUA)
Trajectòria recta, velocitat constant i acceleració nula
Moviment on totes les forces que hi actuen valen 0
V= x/t
m/s
Trajectòria recta, velocitat variable, acceleració constant
La suma de les forces que hi actuen resulten en un valor diferent a 0. Cos va guanyant o perdent velocitat
x= x0 + v0 . t + 1/2 . a . t2 = m
vf= v0 + a . t = m/s
Algunes DERIVADES
Superfície m2
Volum m3
Velocitat m/s
Acceleració m/s2
Força kg x m/ s2 = N
Parell N x m
Freqüència 1/s= Hz
Velocitat angular rad/s
Pressió N/m2 = Pa
Resistència m2 x kg/ s3 x A2 = V/A = Ohm
Acceleració rad/s2
Energia/Treball kg x m2/s2 = J
Potència J/s= W
Càrrega A x s = C
Capacitat A x s/V = F
Inductància V x s/ A = H
Angle pla rad
Angle sòlid rad2=sr
Flux lluminós cd x sr = lm
Flux magnètic V x s = Wb
Voltatge J/C= V
Acceleració avegades és la gravetat ⚠
Moviment circular uniforme (MCU)
Moviment circular uniforme accelerat (MCUA)
Trajectòria circular, velocitat constant i acceleració 0
L'espai recorregut és un angle i es mesura en rad/s
Per trobar la velocitat i distància recorreguda per un objecte que gira
La velocitat lineal augmenta amb el radi (punts exteriors d'una roda ténen més velocitat lineal que els interiors per tenir més radi
1 rad = 57 i picu graus
Velocitat lineal = velocitat angular x radi (m/s)
Espai lineal: x= angle recorregut (rad) x radi (m)
velocitat angular = angle recorregut / t (rad/s)
Acceleració centrípeta o normal : Apunta al centre i és la responsable que l'objecte segueixi girant al voltant del seu centre
an = velocitat angular2 x radi (m/s2)
és la responsable dels canvis en la direcció de la velocitat i, per tant, en la trajectòria.
Acceleració total = acceleració normal o centrípeta + acceleració tangencial
és pot trobar tot al quadrat i queda aïllat
Freqüència i un període
Freqüència : Voltes cada segon
Període: Temps que es tarda en fer una volta
f = velocitat angular / 2pi (Hz)
p =1/f
⚠1 revolució = 2pi radians PER CONVERSIO
Una roda que gira en bloc te la mateixa velocitat angular a tots el punts
v= velocitat angular x radi
Equacions compartides amb MRUA però angulars
Trajectòria circular, velocitat angular i lineal variable i acceleració angular constant
Al llençar objecte amb un cert angle respecte el terra
2 moviments
Eix horitzontal: MRU
Eix vertical: MRUA (acceleració gravetat)
Màxima distància llaçant a 45º
⚠ angles complementaris consegueixen mateix abast
Gravetat frena en el punt més alt i a partir d'allà l'accelera direcció al terra
Si llanço a 30 i despres a 60 com sumen 90 són complementaris i arribo igual de lluny llançant a 30 que a 60
Si llanço a 10 i 80 també, a 70 i a 20 també
Quan la gravetat accelera cap avall és de component negatiu
Dinàmica
Força
Pes
Branca que estudia les causes que provoquen el moviment dels cossos. 3 lleis Newton
- FONAMENTAL
- ACCIÓ-REACCIÓ
- INÈRCIA
Si no actuen forces o la suma surt a 0 el cos manté el seu estat. Ja sigui en repòs o moviment. No té acceleració.
L'acceleració que pateix un cos és proporcional al sumatori de forces que se li apliquen
Forces sumen 0
Forces sumen diferent a 0
Sumatori forces = m x acceleració
Quan un cos fa força sobre un altre, aquest altre retorna la mateixa força rebuda en sentit contrari
F accio = F reacció
Magnitud vectorial
En NEWTONS
Direcció (linea sobre la que actua la força)
Sentit (cap on s'aplica la força)
Mòdul (intensitat)
Punt d'aplicació (on s'aplica)
Magnituds escalars: Valor numèric i unitat de mesura Magnitud vectorial: Mòdul,direcció i sentit
Força que fa la gravetat sobre els cossos
La seva acceleració és la de la gravetat 9,8 m/s2
Pes= m x gravetat
Potència
Energia cinètica
Treball
Energia potencial
Associada a la llei de la gravitació Unviersal de Newton (força d'atracció entre objectes)
Relaciona una força amb el desplaçament de l' objecte
W = F x d
W = F x d x cos a
JOULES
Si no hi ha desplaçament no hi ha treball
Treball màxim en angle 0 : mateixa direcció i sentit
Treball màxim i negatiu quan l'angle és de 180 º : mateixa direcció sentit oposat
Treball nul quan força i desplaçament són perpendiculars, angles de 90 i 270 º
El cosinus d'aquests angles resulta 0
El cosinus d'aquest angles resulta -1
El cosinus d'aquest angle resulta 1
Normalment aprofitem millor la força fent-la paralel.la al terra
Com de ràpid fem un treball
P = W/t WATTS
Cavall de vapor són 735 W // Voltamper // horsepower (anglosaxó) són 745 W
La tenen els cossos en moviment
Teorema de les forces vives: La variació d'energia cinètica que experimenta un cos, és igual al treball realitzat per la força resultant que actua sobre seu.
W = Increment de Ec = Ec2 - Ec1
Ec= 1/2 x m x v2
JOULES
La que té un cos per estar dins un camp de forces
Energia potencial gravitatòria
Ep = m x g x h
JOULES
✅ Força gravitatòria: Directament proporcional a la massa dels objectes
Indirectament proporcional al quadrat de la distància entre ells
F= G x (m1 x m2)/r2
La que té un cos que es troba a certa altura (h) respecte el terra
Newtons
G constant de gravitació universal amb valor 6,67x10ala-11 N.m2/kg2
Energia potencial electrostàtica
Energia potencial elàstica
Associada a la força electrostàtica de Coulomb
Ep= K x (q1.q2/r) = Joules
F= K x (q1.q2/r2) = Newtons
Constant de Coulomb K= 9.10ala9 N.m2/C2
Molles: Emmagatzemen energia i la entreguen en forma de deformació elàstica
Energia associada a la llei de Hooke de deformació elàstica
Epe= 1/2 . k. Increment d'x2= Joules
F= -k . Increment d'x = Newtons
Constant d'elasticitat k (N/m)
Acumula força negativament i la entrega en sentit contrari
Rigidesa de la molla
L'energia no es crea ni es destrueix, es transforma.
L'energia total d'un sistema és constant
L'energia mecànica sense fregaments ni accions externes es conserva
Quan a un sistema només hi actuen forces conservatives, l'energia mecànica es conserva
forces conservatives exemples: força fregament,el pes, la força d'una molla elàstica, la força electroestàtica entre dues càrregues elèctriques, o la força magnètica entre dos pols.
Quan hi actuen forces no conservatives, l'energia mecànica no es conserva però la total sí
El treball que realitzen no depèn de la trajectòria
Em= Ec + Ep
F= m x a
✏Vector acceleració mitjana: Quocient resultant de la variació del vector velocitat i l'interval de temps transcorregut.
Vector acceleració instantania: Quant l'increment de temps és 0
Acceleració = Increment velocitat/T
Un avió a acceleració x tarda en enlairar-se x. Quant ha de recórrer
✅Bona formula per relacionar espai, temps i acceleració
Acceleració d'un cos en un pla inclinat depèn de l' angle d'inclinació
De la mecànica penja estàtica, cinemàtica i dinàmica
1/2.k.x2 = m . k . v2
Per a exercicis d'energia potencial elàstica elevem al 2 les dues formules (v2 i x2) en Ep=Ec
Per a exercici tipus : Tirem fletxa vertical a una velocitat de 30m/s . Velocitat al cap de 2 segons?
⚠ v= v0 + a(gravetat) x t ⚠
Dos tipus en la naturalesa
Caiguda lliure
Llançament vertical
x=h+v0 x t−1/2.g.t2
Si llanço amunt la velocitat és positiva i si llenço cap abaix negativa
v0 és 0 en caiguda lliure
Força de fregament
Coeficient te'l donen en problema
Tipus
Estatic
Dinàmic
Fregament a cossos en repòs
Fregament a cossos en moviment
S'aplica quan es comença amoure
Força Fregament dinàmic = coeficient x N
Força de fregament és més petita o igual que coeficient de fregament x N
En pla inclinat
Al anar inclinant el objecte acaba movent-se degut a que la força perpendicular que fa el pes de l'objecte és proporcional al cosinus de langle, i langle varia
No depèn del pes del cos
Tangent de langle és igual al coeficient de fregament
Pressió: Kg.m-1.s-2
Desplaçament és vectorial
Cotxes que es troben : Velocitat mitja i espai on es trobaran (al mitg)
2 pi radiants son 360º
Formulas
En una circumferència de radi 1, el valor en radians de l'angle definit per un arc d'aquesta circumferència coincideix amb la longitud d'aquest arc.
1 circumferència són 6,28 radians
Quan l'arc dun angles acaba lestiro i val el radi tinc un radian
En un mcu sempre actua una força per al moviment que es recte i tangencial a la circumferència que provoca una velocitat lineal.// Un canvi en la velocitat implica una acceleració. Per aixo acceleració normal que apunta al centre de gir
Acceleració normal és l'encarregada de que canvii de direcció
⚠
1 kilopond son 9,8 N
PES
p= m*g
FORÇA
(Sumatori)F= m*a
TENSIÓ
F d'una corda, que és igual a la N de l'objecte
Pascal
Newtons
Kilograms
N= P ; per cos parat
N=ma+mg ; puja
N=0 ; cos sense corda
N= mg-ma ; cos baixa
TREBALL
W= F d cos
Angle 0= cos1
Angle 90/270 cos 0
Cos 180 és -1
POTÈNCIA
P=W/t
E. CINÈTICA
Ec= 1/2m * v2
E. POTENCIAL
Ep=mgh
Joules
Watts
Joules
Teorema forces vives: Variació energia cinètica és igual al treball realitzat per la força resultant que actua sobre seu W= Ec2 - Ec1
Joules
E. POTENCIAL Gravitatoria
F=G m1m2/r2
Newtons
E. POTENCIAL electrostàtica
F= K x q1*q2/r2
Newtons
Les energies en Joules però les formules per F amb Newtons
G = 6,6710ala-11 Nm2/kg2
K= 910ala9 Nm2/C2
E. POTENCIAL elàstica
Epe= 1/2k*x2
Joules
Hooke
F= k. x
A més k més dificil allargarla
K= N/m
CONSERVACIÓ ENERGIA
Em = Ec + Ep
Joules
Igualtat en problemes
FORÇA FREGAMENT
F= u*N
Newtons
MRU
x= x0 + v*t
v= m/s // x=m
MRUA
x= x0 + v0t + 1/2at2
v= v0 + a*t
MRUA CAIGUDA LLIURE
a= gravetat i v0 sempres és 0
Gravetat i velocitat negativa al baixar i positiva al pujar (eixos y)
MRUA LLANÇAMENT
Adalt = Objecte para a vf= 0
Abaix= Objecte para a Xf=0
Parlem d' altura a les posicions finals o inicials (no a la h)
Dos moviments en un tir: Tractar per separat
MCU
espai angular f = espai angular inicial + velocitat angular * t
radians
MCUA
Igual que MRUA però en angulars
Velocitat lineal= v. angular * r
Espai lineal= e.angular * r
360º= 2pi radians
180º= pi radians
r.p.m són voltes per minuts
1 volta = 2pi rad
FREQÜÈNCIA
f= w/2*pi
w= 2 pi f
PERIODO
T = 1/f
segons
Hz (seg-1)
Problemes de Epe= Ec /// 1/2kx2= 1/2m*v2
Joule/s
J/s = kg x m x s-1
1 Hz = s-1
1 C = A x s
1 J = W x s
1 J = kg x m2 / s2
1 W = J/s
1 NEWTON = kg x m/ s2
Joule = una força dun newton que mou objecte 1 metre
1 kg = 10 N
PRESSIÓ
P= F/S
P=F . v
Si la F s' aplica amb graus respecte horitzontal
W = F. d . cos de l'angle en qüestió